TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO VÀ KHẢO SÁT DAO ĐỘNG MÔ HÌNH 1/4 xe VOLVO A40D

Để có thể đánh giá đợc đợc những ảnh hởng dao đông của xe đến độbền của các chi tiết hệ thống treo, sinh lí của ngời lái và đờng xá đề tài “Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo và khảo sá

Đồ án tôt nghiệp

MụC LụC

Mục lục 1

Lời nói đầu 3

Chơng 1: 5

Giới thiệu tổng quan xe mỏ volvo A40D 5

1.1 Giới thiệu chung 5

1.2 Một số thống số kích thớc của xe với kiểu lốp 29.5 R-25 7

1.3giới thiệu sơ lợc về một số kết cấu xe 9

1.4 Hệ Thống Treo: 12

1.4.1 Hệ thống treo trớc 12

1.4.2 Hệ Thống Treo Sau: 13

1.5 Yêu cầu đối với hệ treo 15

1.6 mục tiêu của đề tài 15

Chơng 2: 16

Phân tích đặc điểm của hệ thống treo và xác định các thông số của nó 16

2.1 Phân tích kết cấu hệ thống treo 16

2.2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống treo 17

2.2.1 Giảm chấn 17

2.2.2:Bộ phận đàn hồi 18

Chơng 3 20

Xây dựng đặc tính treo: 20

3.1Xây dựngđặc tính đàn hôi 20

3.1.1 xác định đặc tính đàn hôi: 21

3.2Xây dựng Đặc tính giảm chấn: 23

3.2.1Tính toán hệ số cản K 26

3.3 Kiểm tra điều kiện bền 29

3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn: 29

3.3.2 Kiểm tra điều kiện bền của đờng kính thanh đẩy: 30

Chơng 4 31

Khảo sát dao động mô hình 1/4 31

4.1 Đặt Vấn Đề 31

4.2 Các chỉ tiêu đánh giá 32

4.2.1.Độ êm dịu chuyển động 32

4.2.2 Chỉ tiêu an toàn hàng hóa 35

4.2.3 Tải trọng động, an toàn động lực học và mức độ phá đờng 35

4.3.Xây dựng mô hình 37

4.4Chơng trình mô phỏng simulink 43

4.4Kết quả mô phỏng: 47

4.4.1Khảo sát tự dao đông 47

4.4.2Kết quả khảo sat kich động mặt đờng: 48

4.4.3Khảo sát ảnh hởng của đờng: 49

4.4.4Khảo sát sự êm dịu 50

4.5 Nhận xét 51

Chơng 5: 52

Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết cơ bản 52

5.1 Mục đích, yêu cầu của piston 52

5.2 Vật liệu làm piston 52

5.3 Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston 53

5.4 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 53

5.5 Quy trình công nghệ khi gia công piston 54

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm

Lớp : Ô tô _K48 1

Đồ án tôt nghiệp

5.5.1 Xác định đờng lối công nghệ 54

5.5.2 Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết 54

5.6 Xác định lợng d và chế độ cắt cho các nguyên công: 55

5.6.1 Nguyên công 1 Tiện khoả mặt đầu piston, tiện khoả mặt lỗ, rãnh trên mặt đầu 55

5.6.2 Nguyên công 2 Tiện khoả mặt đáy pison, vát mép mặt đáy, tiện khoả mặt lỗ, rãnh trên mặt lỗ 59

5.6.3 Nguyên công3 Khoan, doa lỗ 16 64

5.6.4 Nguyên công 4 Khoan doa các lỗ trả mạnh 1,1 và lỗ nén nhẹ 1,8 67

5.6.5 Nguyên công 5 Tiện tròn ngoài, tiện rãnh xécmăng 72

5.6.6 Nguyên công 6 Kiểm tra 75

Kết luận 76

Tài liệu tham khảo 78

LờI NóI ĐầU

Ngành công nghiệp ôtô thế giới đã có bề dày phát triển trên một trăm năm Những sản phẩm của nó ngày càng chứa hàm lợng công nghệ cao hơn, các xe tải ngày càng có khối lợng lớn hơn, nhất là đối với xe tải vùng mỏ

Kinh tế Việt Nam trong thời kì đổi mới có những phát triển vợt bậc,

đặc biệt trong những năm gần đây Một trong nhng yếu tố đóng góp vào sự phát triển trên là hiệu quả sản xuất đợc tăng đáng kể Nghành công nghiệp khai thác than cũng không nằm ngoài xu thế đó.Để tăng hiệu quả sản xuất ngành than đẫ có nhiều biện pháp Trong đó có việc đa các xe tải có tải trọng lớn vào khai thác VOLVO A40D là một trong những dòng xe nh vậy

So với các dòng xe khác thi nó không phải bảo dỡng định kì, giúp giảm chi phí sử dụng Nhng nó lại thờng xuyên chạy trên nền đờng đất xấu Do đó

điều kiện làm việc của các chi tiết, các cụm chi tiết trên xe là rất khắc

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm

Lớp : Ô tô _K48 2

Đồ án tôt nghiệp

nghiệt, dao động của thân xe là lớn làm ảnh hởng xấu tới tuổi bền của cácchi tiết, ảnh hởng tới sức khỏe của ngời lái xe và đờng xá Xuất phát từ tìnhtrạng trên cần phải kiểm tra lại một số thuộc tính làm việc của xe trong điềukiện Việt Nam

Để có thể đánh giá đợc đợc những ảnh hởng dao đông của xe đến độbền của các chi tiết hệ thống treo, sinh lí của ngời lái và đờng xá đề tài

“Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo và khảo sát dao động mô

hình 1/4 xe VOLVO A40D” sử dụng thông số cầu trớc đã đợc tiến hành

và giải quyết với các nội dung sau:

Từ các thông số thực của xe Em đã phân tích kết cấu và tính toánkiểm nghiệm cho hệ treo, phân tích xây dựng mô hình dao động của ôtô,bằng phơng pháp tách cấu trúc hệ nhiều vật và áp dụng phơng trìnhNewton-Euler để thành lập hệ phơng trình dao động Sử dụng phần mềmchuyên dụng, Matlab Simulink để mô phỏng dao động của xeVOLVOA40D

Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn Võ Văn Hờng, và

toàn thể các thầy trong bộ môn Ôtô Em đã hoàn thành đợc đồ án của mình,nhng do năng lực bản thân còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi nhữngthiếu sót Em mong các thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để đề tài của

Đồ án tôt nghiệp

CHƯƠNG 1giới thiệu tổng quan xe mỏ volvo a40d

1.1 Giới thiệu chung

Vận tải mỏ bằng ôtô là khâu không thể tách rời trong dây truyền khaithác khoáng sản Nhiệm vụ của nó là chuyên chở đất đá từ tầng khai thác rabãi thải; đa đất đá đào lò lên mặt mỏ, chuyên chở khoáng sản từ nơi khaithác tới địa điểm tập trung Vận tải mỏ đóng vai trò là cầu nối giữa sảnxuất, chế biến và tiêu thụ

Ưu điểm của việc vận tải mỏ bằng ôtô là tính cơ động cao, vận tốc

t-ơng đối cao so với các loại vận tải khác nên cho năng suất lớn, vốn đầu t cơbản thấp hơn so với vận tải đờng sắt từ 1 , 2  1 , 5 lần

Tuy nhiên nhợc điểm của nó là chi phí sản xuất lớn (lơng công nhân,tiêu hao nhiên liệu, ); sửa chữa bảo dỡng phức tạp (chi phí sửa chữa chiếm

ôtô vận tải mỏ với loại đờng phù hợp, cần phải có một đánh giá tổng quan

về các tác động của nó đối với các yếu tố khác Đây là điều kiện tiên quyết,

để đảm bảo nâng cao hiệu quả khai thác khoáng sản có ích và khẳ năng sửdụng thiết bị là bài toán kinh tế-kỹ thuật phức tạp, cần giải quyết một cách

đồng bộ

xu hớng phát triển của ôtô vận tải mỏ là tăng sức chở của ôtô, nhằmtăng năng suất Nhng bên cạnh đó lại phát sinh nhiều vấn đề cần giải quyết:Chi phí cho công việc bảo dỡng sửa chữa những loại xe này rất đắt Do xe

có tải trọng lớn lên khả năng phá đờng mạnh (chi phí cho san lấp đờng tănglên) Đờng xấu ảnh hởng trực tiếp tới công suất của xe, tuổi bền các chi tiếttrên xe giảm nhanh mà điển hình là một số loại xe: Volvo A35D, VolvoA40D Komatsu HD40, CAT773E, CAT777D

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm

Lớp : Ô tô _K48 4

Đồ án tôt nghiệp

VOLVO A40D là xe tự đổ có khớp lái(lài bằng thân xe)là một trongnhững dòng xe của hãng VOLVO của Thuỵ Điển ,đợc nhập về Việt Namtrong một vài năm gần đây VOLVOA40D với kết cấu đặc biệt và kích thớclớn, khối lợng chuyển chở lớn có thể làm việc tốt và hiệu quả trên địa hìnhxấu nh vùng mỏ Quảng Ninh hiện nay

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm

Lớp : Ô tô _K48 5

§å ¸n t«t nghiÖp

1.2 Mét sè thèng sè kÝch thíc cña xe víi kiÓu lèp 29.5 R-25

H×nh 1.2.2 M« t¶ tæng quan c¸c kÝch thíc xe Volvo A40D

Sinh viªn thùc hiÖn : Lª ThÕ T©m

Líp : ¤ t« _K48 6

§å ¸n t«t nghiÖp

Kho¶ng c¸ch tõ cÇu tríc tíi khíp l¸i E 1276

Kho¶ng c¸ch tõ cÇu gi÷a tíi cµu sau G 1940

Kho¶ng c¸ch tõ cÇu sau tíi ®u«i xe H 1823

B¸n kÝnh quay vßng lín nhÊt cña ®Çu kÐo N 8863

B¸n kÝnh quay vßng lín nhÊt cña th©n sau N1 4238

Bang 1.2.Th«ng sè kÝch thíc cña VOLVO A40D

Sinh viªn thùc hiÖn : Lª ThÕ T©m

Líp : ¤ t« _K48 7

21

20 19 18

17 16

15 14

12.TruyÒn lùc c¹nhcÇu gi÷a

Động cơ: VOLVOA40D đợc trang bị loại động cơ VOLVO D12 CAE2

có công suất cực đại là 309kW(414hp), mômen xoắn lớn nhất 2100 Nm Tốc

độ tối đa của xe là 55 km/h

Hộp số thủy cơ tự động với 6 cấp số tiến và 2 câp số lùi, cho phéptruyền mô men xuống các bánh xe đều hơn trong các địa hình khác nhau

Khung xe gồm khung trớc và khung sau hình thành cơ sở của một cụmkhung kéo, khung trớc và khung sau dợc liên kết bởi một khớp nối Nh vậy nó

sẽ loại trừ sự xoắn khung và đảm bảo sự tiêp xúc với mặt đờng của các bánh

xe Tỉ lệ giữa chiều dài khung và chiều rộng khung là rất lớn

Khung trớc: Khung trớc đợc làm bằng thép tốt có độ bền cao và độ cứng khi xoắn, việc làm bằng vật liệu tốt cũng làm cho khung có kích thớc nhỏ và bền Trên khung trớc đợc thiết kế những vị trí móc để đặt dây điện và

đờng dẫn thuỷ lực, xi lanh lái, đòn ngang

Khung sau: Khung sau chụi khối lợng tải trọng lớn yêu cầu về độ cứng của khung là rất cao, việc thiết kế khung có dầm chữ A làm giảm các ứng suấtlên thành khung và phân đều tải trọng lên các cầu xe

Hình 1.3.2 Hình khớp lái

Khớp nối: Khớp nối có nhiệm vụ liên kết khung trớc và khung sau, cũng là

đặt vị trí điểm tựa của xi lanh lái Nó có thể quay 360 độ không phụ thuộc vào

sự chuyển độn của đầu kéo và đuôi xe Nó có tác dụng loại trừ sự xoắn khung

sự chuyển động độc lập này mang lại tính linh hoạt theo yêu cầu mà vẫn chophép các bánh xe duy trì tốt sự tiếp xúc tốt với mặt đờng cho dù mặt đờng là

mấp mô lởm chởm , điều kiện đờng khắc nghiệt Vị trí đặt khớp cao làm tăngtối đa tính ổn định của xe Các phớt lót và vòng bi có thể chắn bụi tốt và bôitrơn Khớp nối nh vậy cho phép lái hoạt động với công suất tối đa.

Hệ thống lái với trợ lực toàn phần, Dầu lái đợc cung cấp bởi các bơmpiston hớng kính có thể thay đổi thể tích(1) và khối bơm phụ(2) , van phânphối lái (3) điều hành việc cung cấp dầu cho xilanh (4) và van giảm chẫn (5)

đảm bảo việc những tác động mạnh, chấn động mạnh cuả bánh với xe với mặt

đờng lên vành lái, cổ và cánh lái (6) Đảm bảo tỉ số lái và việc quay của bánh

xe (tính chép hình) Đòn phản hồi (7) đợc nối giữa khớp nối và một núm van

điều khiển có tác dụng truyền những cảm giác lái từ bánh xe lên vành lái Ưu

điểm của hệ thống lái này là trợ lực lái toàn phần giúp lái nhẹ nhàng Kiểu lái

bẻ gẫy thân xe cho bán kính quay vòng của xe nhỏ Van giảm chấn tối giảnnhững tác động va chạm mạnh, xóc nảy từ bánh xe truyền lên vành lái

Hình 1.3.5 Sơ đồ bố trí hệ thống lái

1.Khối bơm hớng

kính

2 Khối bơm phụ

3 Van phân phối lái

4 Van xi lanh lái

5 Van giảm chấn

6 Cổ và cánh lái

7 Đòn phản hồi

1.4 Hệ Thống Treo:

1.4.1 Hệ thống treo trớc

1250 160

1

2 3 4 5 6 7

10

11

12

8 9

8 Cụm cao su hành trình trả

9 Giảm chẫn

10 Khung trớc

11 Đòn ngang trục tròn

12 Đòn ngang lục lăng

Hệ thống treo trớc: Gồm một khung chữ A (6) đợc liên kết phù hợp vớicấu trúc khung (10) bởi một ống lót cao su rỗng (4) Bộ phận đàn hồi là cácống cao su rỗng(1,8) 6 giảm chấn và các đòn ngang (11,12) Khung chữ A(6)

làm giảm bớt sự ảnh hớng từ việc tăng tốc và lực phanh từ Khung trớc Nócũng cung cấp tính độc lập cho sự di chuyển của bánh xe Bộ phận đàn hồi làcác ống cao su rỗng góp phần làm vào sự dao động của Xe một cách êm dụivởi tuổi thọ cao gần nh không bảo dỡng Viêc làm Bộ phận đàn hội bằng cao

su nó có thể chụi đợc áp lực từ 5 tới 10 lần so với thép Các đòn ngang làmgiảm bớt sự ảnh hởng của các lực bên Trục xe trớc cung cấp sự điều khiểnchính xác và sự vững chắc Việc thiết kế hệ thống treo nh vậy cũng giúp cho

xe đạt đợc dãy vận tốc trung bình cao

1.4.2 Hệ Thống Treo Sau

Hệ thống treo sau: Bộ phận đàn hội là các ụ cao su đàn hồi rỗng Bêntrong đợc bố trí một xích thép để hạn chế hành trình Bộ phận giảm chấn đợcgắn giữa khung sau và khung chữ A Dầm dọc trục đợc bắt vào khung sau nhkết cấu ở mặt cắt A_A Đòn ngang nối giữa trục xe với khung xe có tác dụnglàm giảm sự ảnh hởng của các lực bên Các khung chữ A đợc gẵn với cầu xe

và khung sau bởi các trục thép bọc cao su liên kết giữa khung chữ A vàkhung Nhờ vậy mà khung chữ A có tác dụng giảm bớt sự ảnh hởng của lựcphanh và sự tăng tốc

A A

11 B_B 1:4

1.5 Yêu cầu đối với hệ treo

Độ võng tĩnh ft phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo đợc các tần số dao

động riêng của thân xe và độ võng động fđ phải đảm bảo đợc vận tốc chuyển

động của ôtô trên đờng xấu, nằm trong giới hạn cho phép

Động học của các bánh xe dẫn hớng vẫn phải giữ đúng khi nó chuyển

động trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa là khoảng cách giữa hai vết bánh trớckhông thay đổi)

Dập tắt nhanh các dao động của thân xe, vỏ trục sau và bánh xe

Giảm tải trọng động khi xe chạy trên địa hình không bằng phẳng

1.6 mục tiêu của đề tài

Hiện nay các xe tải trọng lớn đang đợc sử dụng ở Quảng Ninh nh: các dòng

xe CAT, KOMATSU, BENLAZ đang bộc lộ một vấn đề đáng quan tâm

Hệ thống treo, lốp hỏng rất nhanh giá thành của các phụ tùng thay thế tơng

đối đắt, thời gian chờ thay thế lâu ảnh hởng đến hiệu quả khai thác Trong khi

đó VOLVOA40D hệ thống treo gần nh không phải bảo dỡng định kì và thaythế Đấy là một u điểm nhng vấn đề đặt ra cần phải xem xét đánh giá là sự ảnhhởng của dao động xe với ngời lái

Để có thể tìm ra sự ảnh hởng đấy cho nên mục tiêu của đề tài:

+ Phân tích kết cấu của hệ thống treo

+ Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo

+ Lập mô hình dao động 1/4 cầu trớc để khảo sát dao động

Đánh giá dao động của hệ treo còn xét đến ảnh hởng dao động xe đối với ờng

đ-Chơng 2 Phân tích đặc điểm của hệ thống treo và

Việc lựa chọn treo có bộ phận đàn hồi bằng cao su, với đặc tính chịu lựcgấp 5 đến 10 lần so với lò xo làm bằng thép cho xe là thích hợp Loại treo này

có kết cấu tơng đối gọn mà lại đáp ứng đợc những xe có tải trọng lớn

Treo trớc của xe (hình 1.4.1) đợc bố trí 3 giảm chấn 2 hai lớp vỏ đóngvai trò là phần tử dập tắt dao động, một ụ cao su làm phần tử đàn hồi Cụmtreo đợc nối dầm cầu liền và khung xe Vì thế cách bố trí này thuộc loại treophụ thuộc

Treo sau của xe đợc bố trí phụ thuộc bao gồm 2 ụ cao su nối với dầmcầu liền và dầm dọc khung Dầm dọc khung đợc nối với khung sau ở vị tríchính giữa của dầm dọc trục (nh mặt cắt A_A hình 1.4.2).Với việc bố trí nhvậy có thể xem hệ thống treo sau nh hệ treo phụ thuộc cân bằng

Với việc thiết kế nh vậy hệ treo của xe có tuổi thọ cao và không cần phải bảo dỡng định kì nh các dòng xe : Cat,komatsu,Benlaz có thiết

kế hệ thống treo sử dụng các giảm chấn thủy khí đang đợc sử dụng ở Quảng Ninh hiện nay

2.2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống treo

2.2.1 Giảm chấn

17.Lò xo van nén mạnh.

18 Đện van 19.Piston 20.Xéc măng 21.Đện van 22.Đĩa đệm

23.Lò xo van trả mạnh

24 Đai ốc

25.Bu lông 26.Bạc đệm 27.Lò xo van trả nhẹ

29 Đế van

30.Đệm van31.Đĩa đệm 32.Lò xo van nén nhẹ

33 Đai ốc

34 Tai giảm chấn

Chiều dài buồng chứa dầu lcd= 320 mm

Đờng kính cần đẩy piston giảm chấn dcd= 20 mm

ỉ200 ỉ55

nlx= 4

dvt=1.1

nvt=8

mmmm vòngmmlỗ

dvnm=1,7

nvnm= 8

mmmmvòngmmlỗVan nén nhẹ:

Hình2.2.2.1 Bộ phận đàn hồi

mmmmmm

mmmmmmKhối lợng đơc treo

Khối lợng không đợc treo m=16820ma=2350 kgkg

Tải trọng tối đa lên cầu trớc

Tải trọng tối đa lên cầu sau

Khối lợng hàng hoá

Tải trọng toàn bộ

19170491003700068270

kgkgkgkgkgLốp xe

mmmmmmkPakPammmmBảng 2.2.3.Một số thông số khác

Chơng 3 Xây dựng đặc tính treo

3.1 Xây dựng đặc tính đàn hồi

Cao su có đặc tính đàn hồi phi tuyến Khi cao su chịu kéo mô men đàn hồi của cao su phụ thuộc vào sự biến dạng của cao su và có đặc tính kéo d Tính phổ biến của cao su là chịu nén khi cao su chịu kéo tốc độ tăng độ cứng biến thiên nhanh nhng khi chịu nén tốc độ biến thiên là lớn hơn Do sự biến dạng của bộ phận cao su sử dụng trên xe là không lớn nên trong khuôn khổ

đề tài em chỉ xét đến đặc tính biến dạng của bộ phận đàn hồi cao su ở mức độ

bỏ qua sự biến dạng d, sự biến dạng do lực tác dụng có chu kì, sự ảnh hởng của nhiệt đến độ cứng của cao su,độ cứng thay đổi khi giảm tải

Một số thông số chịu nén của cao su đợc lấy từ (tài liệu 3):

Độ biến dạng b(%) Mô đun đàn hồi E(Mpa)

0%

Từ một số thông số trên em nội suy đợc hàm gần đúng đợc nh sau:

0.1 0.496 1

5.10

b b E

+ E : Mô đun đàn hôì + h : Chiều dài

+ F : Diện tích tiếp xúc + G :Trọng lợng không đợc treo+ f : Độ biến dạng

5.10

f f





Ta có đồ thị độ cứng ụ cao su chịu nén:

Hình 3.1.1.Mối quan hệ độ cứng và biến dạng treo

*ụ cao su trả:

+ Đờng kính bề ngoài : 150(mm) + Đờng kính lỗ: 70 (mm ) Suy ra: diện tích F = 3,14.(1442 – 552)/4 =13903 (mm2)

Thay vào (3.1.1)và (3.1.2) trên ta đợc :

Tải trọng G=f.69515

0,1 0,496 0.2 1 0.2

5.10

f f



Độ cứng C=69515

0,1 0,496 0.2 1 0.2

5.10

f f



 (N/m)

Ta có đồ thị độ cứng ụ cao su hành trình trả:

Hình 3.1.2.Mối quan hệ độ cứng và biến dạng hành trình trả

Hình 3.1.3.Đồ thị biến dạng treo

3.2Xây dựng Đặc tính giảm chấn

Xác định đặc tính giảm chấn là một bài toán khó khăn vì hai lý do:

Đặc tính giảm chấn phụ thuộc kết cấu, tức là chế độ tiết lu hay thông qua

Chế độ dòng chảy và tổn hao.

Trên thực tế ngời ta có thể xây dựng đặc tính giảm chấn theo các điềukiện lý tởng, tức là hệ không tổn hao, sau đó hiệu chỉnh bằng các hệ số kinhnghiệm Xét các cửa của dòng chất lỏng có hai dạng:

- Lỗ thông qua, có diện tích thông qua không đổi: Atq = const

- Lỗ tiết lu, có diện tích thông qua phụ thuộc vào vận tốc Av = A (v).Với giảm chấn thông thờng, giai đoạn đầu, khi vận tốc bé, giảm chấn làmviệc ở chế độ nén/trả nhẹ Giai đoạn này có chế độ thông qua Khi áp suất đủlớn (v lớn) van bắt đầu mở, giảm chấn làm việc ở chế độ van cho đến khi van

mở hết cỡ, lúc đó tổng các diện tích thông qua là không đổi Tóm lại giảmchấn có 3 chế độ sau:

+ Thông qua ATq = const

+ Tiết lu Av = A (v)

+ Thông qua ATq + Av max = const

Dựa vào phơng trình Bernoulli, ta có công thức xác định lu lợng:

Dựa vào phơng trình liên tục ta có : Q = Fv

Khi mở hết van, v

v max

df

pf Δ

cx 

2 v

Ngoài ra, do mục tiêu thiết kế giảm chấn mà lực cản hành trình trả và néncòn khác nhau; thêm vào đó phụ thuộc bậc 2 vào vận tốc Giai đoạn quá độ v1

 v  v2 là quá ngắn nên có thể bỏ qua để dễ tính toán Nh vậy, đặc tính giảmchấn là hợp của hai đờng bậc 2 Hệ số K trong hệ phơng trình vi phân trênkhông phải hằng số mà phụ thuộc vận tốc

 o Tq2

FK

d GC

64.n.R ( N/m) (3.2.1)Trong đó :

+ Mô đun trợt của vật liệu G=8.1010 N/m2

Suy ra đô Cứng của lò xo (theo (3.2.1)) là:

64.n.R 64.4.(15.10 ) 1016 (N/m)

+ Đờng kính pitton: dp=50 mm =50.10-3 (m)

+ Đờng kính thanh đẩy: dt=20.10-3

(m) Tổng diện tích làm việc của piston:

Ft=3.14.( dpt2-dcd2)/4=3.14.(0.052-0.022)/4=16,485.10-4(m2)

Tổng diện tích lỗ trả nhẹ:

A1=fvtn=8.3.14.1,652/4=17.106(m2)Tổng diện tích van trả mạnh:-

+ Mô đun trợt của vật liệu G=8.1010 (N/m2)

Nh vậy ta tính đợc độ cứng của lò xo van nén mạnh :

3.3 Kiểm tra điều kiện bền

3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn

Nhiệt lợng lớn nhất toả ra khi giảm chấn làm việc trong một giờ đợc xác

định theo công thức:

Qmax=.F.(Tmax-T0).tTrong đó :

+ : Hệ số truyền nhiệt.=68 (kcal/m2.0C.h)

+ T0: Nhiệt độ môi trờng.T0=30(0C)+ Tmax: Giới hạn nhiệt độ của giảm chấn.Tmax=130(0C)+ F: Diện tích tiếp xúc của giảm chấn với môi trờng xung quanh+ F=2..R.(R+ld)

+ R: Bán kính piston giảm chấn.R=0,025(m)

+ ld: Chiều dài buồng chứa dầu.ld=0,32(m)

Qmax=68.2..0,035.(0,035+0,32).(130-30)=516.8(kcal)

Công suất toả nhiệt lớn nhất theo kích thớc của vỏ giảm chấn:

max max

Ntt<Nmax nh vậy kích thớc của giảm chấn thoả mãn điều kiện truyền nhiệt.

3.3.2 Kiểm tra điều kiện bền của đờng kính thanh đẩy:

Kiểm tra điều kiện bền của đờng kính thanh đẩy dới tải trọng lớn nhấttác dụng lên bánh xe Khi làm việc bánh xe chịu tác động của tải trọng động,giá trị lớn nhất của tải trọng động có thể lấy bằng giá trị lớn nhất gần bằng 2lần tải trọng tĩnh

Zđmax =191790.9.8(N)

Do cầu trớc bố trí 3 giẩm chấn mỗi bên nên :

ứng suất kéo (nén) lớn nhất sinh ra trong thanh đẩy:

4.1 Đặt Vấn Đề

Volvo A40D là loại xe mỏ, Mới đợc nhập về Viêt Nam s dụng trongthời gian qua.Xe có kích thớc và khối lợng tơng đối lớn, lại thờng xuyên phải

làm việc trong điều kiện vùng mỏ, nên các chi tiết trong hệ treo, lốp thờngxuyên phải làm việc nặng nhọc.

Thực tế cho thấy, ảnh hởng của dao động tới tuổi bền của hệ treo, lốp làrất lớn Mức độ phá đờng cũng rất ghê gớm

Do đó việc nghiên cứu, đánh giá ảnh hởng của dao động tới độ bền củacác chi tiết và mức độ phá đờng của xe và sự ảnh hởng dao động của xe đếnngời lái là rất cần thiết, vì nó không chỉ mang ý nghĩa khoa học mà còn mang

ý nghĩa kinh tế thiết thực cho xã hội

Với những yêu cầu trên trong đồ án tốt nghiệp này em đã lập mô hình1/4 với thông số cầu trớc và khảo sát nó

Mô hình dao động của xe đợc mô tả thông qua các phơng trình toán họchay nói cách khác là các phơng trình vi phân nên em sử dụng phần mềmMatlab làm công cụ để tính, vì u điểm của phần mềm này là:

+ Tính toán nhanh gọn

+ Độ chính xác cao, sai số ít

+ Thông qua việc lập các môdun để tính nên chúng ta dễ dàng can thiệp

đợc vào từng môdun nhỏ

Mục tiêu của nghiên cứu dao động là nâng cao độ êm dịu chuyển động

và giảm tải trọng động cho các chi tiết của ô tô, ảnh hởng của dao động khôngchỉ bao hàm đến độ êm dịu, đến tải trọng động, mà dao động còn là nguyênnhân gây mất ổn định chuyển động, giảm khả năng truyền lực, làm hỏng đờngxá Hiện nay cha có sự nhất trí về đánh giá dao động ô tô, nhng các công bốgần đây đã hình thành 4 nhóm chỉ tiêu sau đây:

+ Chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động

+ Chỉ tiêu về an toàn hàng hóa chuyên chở

+ Chỉ tiêu về tải trọng động, an toàn động lực học

+ Chỉ tiêu về bố trí treo

4.2 Các chỉ tiêu đánh giá

4.2.1.Độ êm dịu chuyển động

Hình 4.2.1.1 Thí nghiệm xác định độ êm dịu dao động

Thí nghiệm đánh giá độ êm dịu đợc tiến hành nh sau: Cho một ngờingồi trên một chiếc ghế, chuyển động lên xuống theo quy luật z=zmaxsin(t)

sẽ tạo ra các dao động tuần hoàn tác động lên ngời Sau đó ngời ta sẽ phỏngvấn ngời ngồi trên ghế về cảm giác của họ Các nghiên cứu nh vậy đợc tiếnhành nhiều lần và đa ra dới dạng một tiêu chuẩn quốc tế “ISO-2631” Tiêuchuẩn xuất phát từ đề nghị của Hiệp hội Kỹ s Đức dới dạng tiêu chuẩn ngànhVDI-2057

Ngời ta thấy rằng ảnh hởng của dao động phụ thuộc tần số kích động,biên độ, hớng dao động, vị trí và thời gian tác dụng Dựa vào đó ngời ta đã đa

ra khái niệm cờng độ dao động K, một đại lợng đánh giá khả năng ngời láicảm thấy thoải mái trong một khoảng thời gian nhất định Sự phụ thuộc nàythể hiện trên hình 4.2.1.1

Hình 4.21.2.Sự phụ thuộc gia tốc hiệu dụng theo tần số.

Cờng độ dao động K theo phơng z (thẳng đứng ) đợc xác định nh sau:

- K=50 : Giới hạn điều khiển

- K=125 : Giới hạn gây bệnh nghề nghiệp

- Khi thời gian kéo dài, giới hạn này sẽ giảm dần (hình 4.2.1.3) và để

dễ dàng xem xét ngời ta đa ra quan hệ giới hạn gia tốc phụ thuộc tần số f vàtham số thời gian nh hình 4.2.1.4

Hình 4.2.1.3.Sự phụ thuộc cờng độ dao động theo thời gian

Hình 4.21.4.Giới hạn gia tốc theo tần số và thời gianTiêu chuẩn ISO-2631 đã đợc đa ra từ năm 1970 nhng đến nay vẫnkhông thay đổi, nhiều công trình vẫn coi đó nh các ngỡng để đánh giá độ êmdịu Ta sẽ sử dụng tiêu chuẩn này để đánh giá độ êm dịu của xe

4.2.2 chỉ tiêu an toàn hàng hóa

Đến nay ở Việt Nam cha thấy một tài liệu nào về vấn đề an toàn hànghóa ngoài chỉ tiêu của Hiệp hội đóng gói Đức BFSV đa ra đề cập trong tácphẩm “Dynamik der Kraftfahrzeuge” của Mitschke(1992)

- Chỉ tiêu đánh giá amax 0,5g khi 2f16 Hz (g:gia tốc trọng trờng)

- Giới hạn cảnh báo: amax = 3 m/s2 (Đờng xá hay hệ thống treo đã có vấn

đề, cần phải sửa chữa)

- Giới hạn can thiệp amax = 5 m/s2 (Buộc phải sửa chữa ngay tức khắc)

4.2.3Về tải trọng động, an toàn động lực học và mức độ phá đờng

Hình 4.2.3.1.Định nghĩa lực độngChỉ tiêu động lực học từ trớc đợc đa ra dới dạng hệ số tải trọng động

số kdyn thành 2 hệ số:

z st

F k

z st

F k

,

1

z dyn dyn

z st

F k

+ Fz,dyn,min= 0 : giới hạn can thiệp theo Mitschke, trờng hợp nàykhông còn khả năng truyền lực

y=max(z- ) (m)Giá trị y nhỏ cho thấy khả năng dập tắt dao động của giảm chấn cũng

nh độ ổn định của xe trong quá trình di chuyển là tốt

Hình 4.3.1a Hệ số cứng bộ phận đàn hồi





(0.5 0,496)/(1 5 ) 1

0

(0.5.( ) 0,496) /(1 2,5.( ) 2

dyn: Độ võng động hành trình trả

+ fn dyn: Độ võng động hành trình nén

f

t dyn

f  mg

Hành trình trả Hành trình nén